随着科技发展和技术的进步,二维可视化已经不能满足人们对地理空间的理解和认知需求。三维场景不仅能够形象的反映现实世界,使人有一种身临其境的感觉,还能够结合GIS分析功能,为相关领域的辅助决策提供依据。线路包括铁路、道路、电力线路等。线路三维可视化展示与管理分析,对提高有关部门管理水平和工作效率具有重要意义。国内外学者对三维线路场景构建问题进行了广泛研究,取得了较丰硕的成果。然而,目前对三维线路场景构建的研究大多以传统手工建模法和基于GIS模型的构建法,不利于场景的线性表达,存在场景构建效率不高的问题。同时,在三维线路场景的可视化和语义表达层面,现有的三维模型数据标准缺乏在线路领域的几何语义标准规范,降低了场景的标准和规范程度。因此,如何高效的对线路场景进行构建,提供丰富而准确的场景语义信息是目前亟待解决的问题。针对上述问题,本文设计了一种基于线性参照模型的三维线性场景快速建模方法,并基于该方法构建三维铁路场景。本文研究的主要内容如下:(1)根据三维线路场景的线性特征及其空间数据多以线性表达的特点,设计线性参照模型,弥补了传统WebGIS地理坐标描述线路位置信息的不足,实现了一维线性坐标和地理坐标的相互转化,生成线路图层,为场景构建奠定数据模型基础。(2)采用符号化建模的方式,归纳线路场景现实中结构设备的特点,对场景对象进行抽象和简化,用三维符号的形式对其一类设备进行统一表达,提高三维线路场景构建效率;建立三维符号库系统,用数据库对符号模型及地理信息数据进行存储和管理,提高了模型利用率。(3)借鉴CityGML思想,建立线性参照模型下的符号的多细节层次表达规则;利用BIM标准在语义表达中的优势,以铁路为例,结合铁路工程信息模型进行IFC标准扩展,展示了铁路设备全生命周期的信息;最后,建立拓展后的CityGML与IFC的语义映射规则,使其满足线性参照模型下的三维线路场景的建模需求,为相关部门决策分析提供了可靠的依据。(4)设计并开发了高铁应急调度系统,在系统中实现了三维铁路场景构建,验证了该方法的可行性和有效性,实验表明,该方法在一定程度上提高了线路场景构建效率。